Concept of Development of Mobile Electrotechnological Installations in Plant Protection from Weeds

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Over the past decades, the range and functionality of mobile electrotechnological units for plant protection and their component parts (power sources, electrical converters, and electrode technology) have expanded and changed. This is driven by the desire to use cost-effective control methods and power electronic devices, increase efficiency, and reduce the weight and dimensions of component parts. The objective of the study is to develop a concept and propose technical and technological solutions to ensure the development of mobile electrotechnological units for plant protection and the implementation of effective electrical technologies. The design of an electrotechnological unit begins with a study of the object itself. The results of this study determine its technical appearance and design and technological scheme, the types of working elements (electrodes) used, and the operating modes of the main components and component parts. The methodology can be used at the design stage of a mobile electrotechnological unit to select a rational design option for the electrical equipment and electronics, estimate their mass, analyze the quality of electrical energy, and select the parameters of the main components and operating mode. The presented conceptual scheme for substantiating the development of electrotechnological installations for plant protection from weeds contains five blocks: mobile energy; electrical converters; electrode systems with plant objects and the soil environment, including six unitary ES schemes (radial-ring and two, three, four, five-electrode); the fourth block with twelve forms of electrodes; the fifth block (presents conceptual criteria for the technical support of ZR, aimed at reducing costs, increasing labor productivity and protecting the environment).

About the authors

V. G. Lyapin

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Email: lei1300@mail.ru
Candidate of Technical Sciences 127434, Moskva, ul. Timiryazevskaya, 49

Ya. P. Lobachevsky

Russian Academy of Sciences

Email: lobachevsky@yandex.ru
Doctor of Technical Sciences, Academician of RAS 119071, Moskva, Leninskii prosp., 14

V. I. Zaginailov

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Email: lei1300@mail.ru
Doctor of Technical Sciences 127434, Moskva, ul. Timiryazevskaya, 49

D. M. Selezneva

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Email: lei1300@mail.ru
Candidate of Technical Sciences 127434, Moskva, ul. Timiryazevskaya, 49

References

  1. Бочкарев Д. В. Теоретическое обоснование и эффективность защиты сельскохозяйственных культур от сорных растений в земледелии юга Нечерноземной зоны: дис. … д-ра сельхоз. наук. Саратов: Саратовский гос. аграр. ун-т им. Н. И. Вавилова. 2015. 498 с.
  2. Сенатор С. А., Розенберг А. Г. Эколого‑экономическая оценка ущерба от инвазионных видов растений // Успехи современной биологии. 2016. Т. 136. № 6. С. 531–538.
  3. Петухова М. С., Орлова Н. В. Приоритетные направления научно-технологического развития защиты сельскохозяйственных растений в России и мире // International agricultural journal. 2021. № 2. С. 58–69.
  4. Комбинированный агрегат с универсальным рабочим органом для поверхностной обработки почвы / Б. Х. Ахалая, С. И. Старовойтов, Ю. С. Ценч и др. // Техника и оборудование для села. 2020. № 8 (278). С. 8–11.
  5. Научно-технические достижения агроинженерных научных учреждений для производства основных групп сельскохозяйственной продукции / Ю. Ф. Лачуга, А. Ю. Измайлов, Я. П. Лобачевский и др. // Техника и оборудование для села. 2021. № 4. С. 2–11.
  6. Технические системы цифрового контроля качества обработки почвы / С. И. Старовойтов, Ю. С. Ценч, В. М. Коротченя и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. № 1. С. 16–21.
  7. Лачуга Ю. Ф., Измайлов А. Ю., Лобачевский Я. П., Мазитов Н. К. Почвообрабатывающая техника: пути импортозамещения // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 2. С. 37–42.
  8. Лобачевский Я. П., Дорохов А. С. Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. № 15(4). С. 6–10. doi: 10.22314/2073‑7599‑2021‑15‑4‑6‑10.
  9. Лачуга Ю. Ф., Стребков Д. С., Годжаев З. А., Редько И. Я. Электрификация сельскохозяйственных мобильных энергосредств на основе тягово-энергетической концепции развития техники // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2020. Т. 21. № 4. С. 260–270. doi: 10.22363/2312‑8143‑2020‑­21‑4‑260‑270.
  10. Попов В. М. Способы и средства борьбы с сорной растительностью с использованием электрической энергии: дис. д-ра техн. наук. Челябинск, 1999. 367 с.
  11. Юдаев И. В. Электроимпульсный пропольщик: обоснование проектного конструкторского решения: монография. Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2012. 224 с.
  12. Ляпин В. Г. Оборудование и энергосберегающая электроника борьбы с нежелательной растительностью / 2‑е изд. перераб. и доп. Новосибирск: Новосиб. гос. аграр. ун-т, 2012. 366 с.
  13. Угловский А. С., Семеренко Н. Ю. Оптимизация процесса удаления сорных растений с использованием высоковольтного напряжения в многофакторном эксперименте // Вестник АПК Верхневолжья, 2025, № 2 (70). С. 72–77.
  14. Конкурентоспособный комплекс техники и технологии для производства зерна и кормов / Н. К. Мазитов, Р. Л. Сахапов, Ю. Х. Шогенов и др. // Аграрная наука ЕвроСеверо-Востока. 2019. Т. 20. № 3. С. 299–308.
  15. Загинайлов В. И. Потребление и потери энергии при производстве сельхозпродукции // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2013. № 5. С. 16–19.
  16. Основы теории мобильных сельскохозяйственных агрегатов / В. А. Самсонов, А. А. Зангиев, Ю. Ф. Лачуга и др. М.: Колос. 2000. 248 с.
  17. Магнитно-импульсная обработка семян земляники садовой / А. И. Кутырёв, Д. О. Хорт, Р. А. Филиппов и др. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 5. С. 9–15.
  18. Ляпин В. Г., Зиновьев Г. С., Соболев А. В. Электропитание устройств и систем: учебное пособие. Химки: ФГБВОУ ВО АГЗ МЧС России, 2016. Ч. 1. 220 с.
  19. Развитие технологий полосной энергоресурсосберегающей обработки почвы / Б. Х. Ахалая, Ю. Х. Шогенов, Ю. С. Ценч и др. // Технический сервис машин. 2018. Т. 132. С. 232–237.
  20. Брускин Д. Э., Зубакин С. И. Самолеты с полностью электрифицированным оборудованием: Итоги науки и техники. Сер. Электрооборудование транспорта. М.: ВИНИТИ, 1986. № 6. 112 с.
  21. Создание инновационной техники и ресурсосберегающих технологий производства кормов–основа развития животноводства / А. Ю. Измайлов, Я. П. Лобачевский, О. С. Марченко и др. // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». 2017. № 6 (82). С. 23–28.
  22. Концепция развития электротехнологической защиты растений / В. Г. Ляпин, А. Ф. Кондратов, В. И. Воробьёв и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. № 10. С. 2–5.
  23. Ценч Ю. С., Годлевская Е. В. Математическое моделирование как инструмент проектирования сельскохозяйственных машин и агрегатов (применительно к истории развития научной школы Южного Урала) // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. № 2. С. 4–12.
  24. Ляпин В. Г., Инкин А. И. Поглощение электромагнитной энергии в растительной ткани // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. № 11. С. 6–8.
  25. Энергетический потенциал продуктов деструкции органосодержащих отходов АПК при их переработке в сверхкритической водной среде / Лобачевский Я. П., Федотов А. В., Григорьев В. С. и др. // Вестник аграрной науки Дона. 2018. № 4 (44). С. 5–11.
  26. Сверхкритические водные технологии для решения экологических и энергетических задач АПК / Артамонов А. В., Пашкин С. В., Григорьев В. С. и др. // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2018. № 3 (47). С. 7–12.
  27. Адсорбционно-окислительная технология переработки сточных вод предприятий агропромышленного комплекса / Измайлов А. Ю., Лобачевский Я. П., Федотов А. В. и др. // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28. № 2. С. 207–221.
  28. Power on! Low-energy electrophysical treatment is an effective new weed control approach / R. N. Lati, L. Rosenfeld, I. B. David, et al. // Pest Management Science. 2021. Vol. 77, No. 9. P. 4138–4147.
  29. Sahin H., Yalınkılıc M. Using Electric Current as a Weed Control Method // European Journal of Engineering Research and Science. 2017. Vol. 2. No. 6. P. 59–64.
  30. Efficacy of Mechanical Weeding Tools: A Study Into Alternative Weed Management Strategies Enabled by Robotics / C. McCool, J. Beattie, J. Firn, et al. // IEEE Robotics and Automation Letters. 2018. Vol. 3. No. 2. P. 1184–1190.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).